1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Semakin

BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Semakin bertambahnya permintaan konsumen terhadap energi listrik dari
tahun ketahun tentu semakin besar pula daya listrik yang harus disediakan. Karena
itu perlu adanya suatu upaya untuk menambah pasokan daya listrik pada sistem
tenaga, salah satu cara yaitu mengaplikasikan unit pembangkit tersebar (Distributed
Generation (DG)).
Dewasa ini penggunaan DG semakin menjadi pilihan, karena salah satu
keuntungan dari skema DG adalah meminimalkan biaya investasi awal serta biaya
operasional dan maintenance jaringan transmisi, distribusi, serta mengurangi emisi,
sekaligus meningkatkan keandalannya dalam merespon perubahan beban [1].
Indonesia mempunyai potensi energi alternatif terbarukan (renewable energy)
dalam skala besar,menurut hasil survei JICA, potensi energi terbarukan di
Indonesia yang terbesar adalah tenaga air sebesar 76.4 GW, biomassa/biogas
sebesar 49.8 GW, dan panas bumi sebesar 29 GW, untuk dimanfaatkan sebagai
Distributed Generation. Potensi dari energi matahari sangat berlimpah yaitu sekitar
4.8 kWh/m2 /day, potensi tenaga angin di Indonesia berkisar 3-6 m/s, nilai ini masih
dibawah rata-rata angin yang dibutuhkan oleh turbin untuk menghasilkan listrik
secara optimal yaitu 12 m/s.
Penetrasi DG pada sistem tenaga diperkirakan akan semakin dalam. Uni
Eropa sebagai pelopor DG memperkirakan penggunaan DG 12 % dari total
pembangkitan pada tahun 2000, 13-18% pada tahun 2010 dan 15-22% pada tahun
2020. Oleh karena itu perhatian bergeser ke arah mempertimbangkan efek
1
kumulatif pada sistem tenaga akibat adanya level kapasitas DG yang signifikan.
Dapat diperkirakan bahwa DG ukuran besar akan memberikan dampak secara
global [2].
Distributed Generation seringkali disebut juga dengan on-site generation,
dispersed generation, embedded generation, decentralized generation, atau
distributed energi. Secara mendasar, DG menghasilkan energi listrik dalam
berkapasitas kecil dan dihubungkan langsung pada jaringan distribusi [3].
Interkoneksi Distributed Generation (DG) ke dalam jaringan distribusi memiliki
pengaruh yang signifikan terhadap peningkatan kualitas jaringan distribusi tenaga
listrik yang meliputi: perbaikan profil tegangan, peningkatan keandalan, penurunan
rugi rugi daya setelah penambahan pembangkit tersebar [3].
Dengan adanya DG ini, kondisi sistem tenaga menjadi lebih rumit untuk
dipahami karena setelah penambahan DG arus yang sebelumnya hanya berasal dari
grid saja namun setelah ada DG arus juga disuplai dari DG. Oleh karena itu, sangat
diperlukan untuk mengetahui pengaruh pemasangan DG terhadap perubahan sistem
termasuk sistem proteksi yang sudah ada. Karena secara konvensional, dianggap
bahwa tenaga listrik pada sistem distribusi selalu mengalir dari gardu induk ke
ujung penyulang baik dalam operasi dan perencanaannya. Namun setelah
penambahan DG, arus dari DG juga menyuplai ke beban. Proteksi pada jaringan
distribusi, sebagian besar berdasarkan proteksi arus. Dan penambahan DG akan
mengakibatkan arus pada saat kondisi gangguan menjadi meningkat pada titik
gangguan. Setting proteksi yang ada harus dapat bekerja sedemikian rupa tanpa
merubah setting yang ada sehingga setiap gangguan bisa di minimalisir dengan
cepat dan memberikan dampak yang kecil pada sistem tersebut.
2
Dengan adanya DG, sebagian sistem tenaga berubah menjadi tidak radial
lagi, yang berarti koordinasi antar peralatan proteksinya berubah. Pengaruh DG
pada koordinasi proteksi dipengaruhi oleh ukuran, jenis dan lokasi penempatan DG.
Karena itu, perlu dianalisa besar arus gangguan yang dilihat oleh rele proteksi pada
level distribusi. Apakah setting rele yang sudah ada masih mampu bekerja dengan
baik pada saat terjadi gangguan dan stabil ( tidak trip) saat terjadi gangguan di luar
daerah yang diproteksinya setelah adanya penambahan DG.
Untuk mempermudah analisa terhadap setting dan koordinasi rele
digunakan bantuan software Electrical Transient Analysis Program (ETAP).
Komponen – komponen peralatan kelistrikan dikoordinasikan melalui simulasi
ETAP Star-Protective Device Coordination Software. Sistem koordinasi proteksi
memiliki proteksi utama dan cadangan. Peralatan pengaman cadangan umumnya
mempunyai perlambatan waktu (Time Delay) [4]. Hal ini memberikan kesempatan
kepada proteksi utama untuk beroperasi terlebih dahulu, dan jika proteksi utama
gagal maka proteksi cadangan akan beroperasi. Untuk memenuhi fungsi tersebut
maka waktu pengaman utama diset lebih cepat dari pada pengaman cadangan.
1.2
Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang dapat dirumuskan permasalahan yang akan di
bahas dalam Tugas Akhir:
1. Apakah penempatan DG akan mempengaruhi sensitivitas dan selektivitas
rele proteksi di sistem distribusi tersebut?
2. Jika tidak, sampai kapan setting rele masih bisa dipertahankan setelah
penempatan berbagai kapasitas/posisi DG?
3
3. Jika setting rele yang ada tidak efektif lagi maka akan dilihat sampai
kapasitas berapa DG yang tidak mempengaruhi setting rele.
1.3
Tujuan Penelitian
Penelitian tugas akhir ini bertujuan untuk membuat rekomendasi terhadap
besar kapasitas DG dan posisi DG yang akan ditempatkan pada sistem distribusi
tanpa merubah setting proteksi yang ada.
1.4
Manfaat Penelitian
Manfaat yang dapat diperoleh dari tugas akhir ini yaitu :
1.
Mengingat perubahan sistem proteksi (setting dan juga jenis rele) bukan hal
yang mudah dan murah, sehingga penambahan DG dilakukan sebisa
mungkin dengan cara yang tidak memerlukan perubahan signifikan
terhadap sistem proteksi yang sudah ada. Rekomendasi yang dihasilkan dari
penelitian ini diharapkan dapat menjadi panduan dalam penambahan DG
yang tidak mengubah operasi sistem proteksi yang sudah ada.
2.
1.5
Membantu implementasi DG pada level distribusi.
Batasan Masalah
Dalam pengerjaan tugas akhir ini, permasalahan diatas dibatasi dengan
asumsi sebagai berikut:
1. Rele proteksi yang digunakan adalah rele arus lebih (OCR), Normal Invers.
2. Software yang digunakan adalah Electrical Transient Analysis Program
(ETAP) 12.6 menggunakan analisa Star-Protective Device Coordination
dan penelitian ini dilakukan dalam bentuk simulasi dengan beberapa
skenario.
4
3. Untuk jenis DG yang dipasang yaitu pembangkit yang menggunakan
generator sinkron seperti Pembangkit Listrik Tenaga MiniHidro (PLTM),
sehingga memiliki efek penambahan arus gangguan yang signifikan
4. Tidak membahas kondisi islanding (grid terputus dari sistem distribusi)
1.6
Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan adalah sebagai beikut:
Bab I Pendahuluan
Terdiri dari latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah,
tujuan, manfaat, dan sistematika penulisan.
Bab II Tinjauan Pustaka
Membahas mengenai teori yang melandasi tugas akhir ini.
Bab III Metodologi Penelitian
Berisikan tahapan penelitian dan langkah-langkah yang diperlukan
dalam melakukan rancangan dan analisa proteksi untuk sistem
kelistrikan pada level distribusi.
Bab IV Hasil dan Pembahasan
Membahas mengenai pengaruh penambahan DG terhadap setting
rele proteksi untuk sistem kelistrikan pada level distribusi
Bab V Kesimpulan dan saran
Bab terakhir ini berisi simpulan dari hasil penelitian dan saran yang
disampaikan berdasarkan hasil analisis dan pembahasan dari
penelitian ini.
5